(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉を通る照射目標物を分配し、回収するためのシステムであって、前記システムは、
前記照射目標物が横断可能な第１の異なる通路及び第２の異なる通路を含み、前記原子炉のアクセス障壁の外部にある装填／取出しシステムと、
それぞれが前記アクセス障壁の内部の前記原子炉内に延びる複数の計装案内管の１つに前記装填／取出しシステムを接続する複数の貫入通路であって、前記貫入通路のそれぞれは、前記照射目標物により前記計装案内管まで横断可能であり、前記アクセス障壁を貫通する単一の貫通部を共有する複数の貫入通路と、
前記貫入通路に接続されるインデクサであって、前記照射目標物が前記計装案内管の対応する１つ内に／対応する１つから移動するように前記貫入通路の１つを提供するように構成されたインデクサと、
を含み、
前記第１の異なる通路は、照射目標物発生源を前記貫入通路に接続し、
前記第２の異なる通路は、前記貫入通路を前記アクセス障壁の外部の照射目標物回収点に接続し、
前記装填／取出しシステムは、前記照射目標物の目的地に基づいて、前記異なる通路の１つを提供するように構成された、システム。
【請求項２】
前記貫入通路は、
前記装填／取出しシステムを前記インデクサに接続する単一の貫入管と、
前記計装案内管のそれぞれに前記インデクサを接続する複数の貫入管と、
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記インデクサは、前記アクセス障壁が境界となる領域内にあり、前記単一の貫入管は、前記アクセス障壁内の貫通部を通って前記インデクサまで延びる、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記インデクサは、前記インデクサにより提供される前記貫入通路の前記１つが前記１つの計装案内管につながっていないとき、照射目標物を前記計装案内管の１つ内に保持するように構成される、請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
対応する計装案内管の開口部において前記貫入通路の１つ内に配置された保持装置であって、前記照射目標物が前記貫入通路の前記１つ内の前記保持装置を越えて移動するのを防ぐように構成された、保持装置をさらに含む、請求項１から４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
前記保持装置は、弁、ピン、及び磁気ラッチ装置の少なくとも１つを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
運転中の原子炉内の放射線に曝された後に、所望の娘核種に変換される、複数の照射目標物と、
運転中の原子炉内の放射線に曝されるとき、物理的特性を維持する、少なくとも１つの位置決め照射用目標物と
をさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８】
位置決め用照射目標物及び前記照射目標物が前記計装案内管内に保持されるとき、前記照射目標物を炉心軸方向位置内に保持する長さを有する、複数の位置決め用照射目標物であって、前記貫入通路内の前記位置決め用照射目標物の位置の検出を可能にする表示を含む、位置決め用照射目標物をさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、子炉内の複数の計装案内管を通して照射目標物を処理するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
元素及びその特定の同位体は、所望の娘核種に変換するために適当な放射線を母材に照射することにより形成することができる。例えば、貴金属及び／又は放射性同位体は、そうした照射を通して形成することができる。通常、そうした照射を行い、比較的少ない量の所望の同位体を生成するために、粒子加速器、又は特別に設計された非商用の試験炉が使用される。
【０００３】
放射性同位体は、少量の少ないタイプのイオン化放射線を放射し、有用な娘核種を形成する、放射性同位体の能力に由来する、様々な医療用途及び産業用途を有する。例えば、放射性同位体は、癌関係の治療、医療画像処理及び標識付け技術、癌及び他の疾患の診断、並びに医療殺菌に有効である。
【０００４】
数日又は数時間程度の半減期を有する放射性同位体は、通常、加速器、又は低出力非発電用原子炉内で安定な親核種に照射することにより生成される。これらの加速器又は原子炉は、医療施設もしくは産業施設、又は近隣の生産施設の現場にある。特に、短寿命の放射性同位体は、比較的短い崩壊時間、及び特定の用途に必要な正確な量の放射性同位体のために、迅速に輸送しなければならない。さらに、放射性同位体の現場生成は、一般に、最終用途ではコスト面、空間面、及び／又は安全面で高くつく可能性がある、煩わしく高価な照射抽出装置が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０００１０１２号明細書
【発明の概要】
【０００６】
例示的な実施形態は、容易に回収及び使用することができる有用な同位体及び短寿命の放射性同位体を含む所望の娘核種を生成するために、原子炉の複数の計装案内管内で材料を照射するためのシステムを含む。例示的なシステムは、アクセス障壁の外部で照射目標物用の異なる装填点と回収点との間で切り換えることができ、常にアクセス可能である装填／取出しシステムを含む。装填点及び回収点は、それぞれがアクセス可能でない個々の計装案内管につながる複数の通路の１つにさらに選択的に接続される。選択的な接続は、通路に沿った任意の場所に位置決め可能なインデクサにより達成される。例えば、単一の通路は、アクセス障壁を通して、アクセス障壁の内部のアクセス不可能な領域、又は代わりにアクセス障壁の外部に配置されるインデクサまで延びる可能性がある。例示的なシステムは、照射目標物を計装案内管内に保持するための保持装置をさらに含むが、本システムは、他の計装案内管への装填／そこからの取出しを行うために再構成される。例えば、インデクサ、又は、弁、ピン、及び／もしくは磁気ラッチ装置、もしくは他の任意の装置などのフランジベースの保持装置は、照射中に目標物を計装案内管に保持するために使用され、照射目標物を計装案内管から外部に（又はその中に）移動するのを防ぐことができる。例示的なシステムは、照射目標物の所望の軸方向位置決め及び／又は追跡を実現するために、通路及び計装案内管内の必要な量の空間を占めるのに役立つ、「ダミーの」目標物又は位置決め用目標物を含む、様々なタイプの照射目標物を使用することができる。様々なタイプの目標物は、単一の通路に接続する各タイプの目標物を含む貯留層などの単一の発生源から提供することができる。弁又は他の選別装置は、所望の数の各目標物を例示的なシステムに適切に導入することができる。例示的なシステムにより、比較的大量の所望の同位体及び娘核種を生成するために、目標物を複数の計装案内管に挿入することができる。例示的なシステムは、単一の駆動システム、原点、及びすべての計装案内管の回収点と共に使用可能である。目標物を複数の計装案内管内に保持することができるので、管と回収点／原点との間の通路は、密閉され、アクセス障壁内の領域の隔離性を向上させることができる。
【０００７】
例示的な方法は、複数の計装案内管内に装填された目標物から所望の同位体を生成するために例示的なシステムを動作させる方法を含む。例えば、照射目標物原点と、複数の計装案内管に供給するインデクサとの間に通路を提供するために例示的なシステムを適切に構成することにより、単一の原点から複数の計装案内管に目標物を装填することができる。装填されると、保持装置は、照射目標物を計装案内管内に保持するために起動することができる。次いで、例示的なシステムは、同じ原点から他の計装案内管に充填するのに様々な通路を提供するように、自動的に、又はプラントオペレータが手動で再構成することができる。ステップを繰り返すことにより、複数の計装案内管は、充填され、オペレータが望む、放射性同位体又は他の生成物を生成するために同時に照射することができる。同様に、すべての通路は、例示的なシステム内で生成物を回収するために、アクセス領域の外部の単一の回収点に選択的に接続することができる。
【０００８】
例示的な実施形態は、同様の要素を同様の参照番号により表す、添付の図面について詳細に説明することにより、より明らかになるが、これらの図面は、例示のためだけに与えられ、したがって、それらが示す用語を限定しない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来の商用原子炉の図である。
【図２】装填構成における、例示的な実施形態の照射目標物回収システムの図である。
【図３】例示的なシステム及び方法により照射目標物を充填される計装案内管の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
これは、特許明細書であり、これを読み理解する際、構成に関する一般的な広い規則を適用すべきである。本明細書に説明し図示するすべてのものは、添付の特許請求の範囲の範囲内にある主題の例である。本明細書に開示する特定の構造及び機能のいずれの詳細も、例示的な実施形態を作成し使用する方法を説明するためのものにすぎない。本明細書に具体的には開示しないいくつかの異なる実施形態は、特許請求の範囲の範囲内にあり、したがって、特許請求の範囲は、多くの代わりの形態で具体化することができ、本明細書に記載した例示的な実施形態のみに限定されるものとみなすべきでない。
【００１１】
様々な要素について説明するために、本明細書に第１の、第２の、などの用語を使用することができるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきでないことが理解されよう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するのに使用するにすぎない。例えば、例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。本明細書に使用する、用語「及び／又は」は、関連する列挙項目の１つ又は複数のいずれかの組合せ及びすべての組合せを含む。
【００１２】
ある要素が別の要素に「接続している（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「結合している（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「接合している（ｍａｔｅｄ）」、「付加している（ａｔｔａｃｈｅｄ）」、又は「固定している（ｆｉｘｅｄ）」というとき、ある要素が他の要素に直接接続もしくは結合しているか、又は仲介する要素が存在している可能性があることが理解されよう。それとは対照的に、ある要素が別の要素に「直接接続している（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」又は「直接結合している（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）」というとき、仲介する要素は存在しない。要素間の関係について説明するのに使用する他の語は、同様の方法で（例えば、「間に（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「間に直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接して（ａｄｊａｃｅｎｔ）」と「直接隣接して（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ａｄｊａｃｅｎｔ）」など）解釈されるべきである。同様に、「通信可能に接続される（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」などの用語は、仲介装置、ネットワークなどを含みながら、無線又は有線で接続される、２つの装置間の情報交換ルートのすべての変形形態を含む。
【００１３】
本明細書に使用する、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、言葉が「のみ（ｏｎｌｙ）」、「単一の（ｓｉｎｇｌｅ）」、及び／又は「１つ（ｏｎｅ）」などの語を伴うことを別途明白に示さなければ、単数形も複数形も含むものとする。本明細書に使用する用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、及び／又は「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、記載した特徴、ステップ、動作、要素、アイディア、及び／又は構成要素の存在を明示するが、それ自体、１つ又は複数のその他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、アイディア、及び／又は群の存在又は付加を除外するものではないことがさらに理解されよう。
【００１４】
以下に説明する構成及び動作は、説明し及び／又は図に示す順序から外れて起こる可能性があることにも留意されたい。例えば、連続して示す２つの動作及び／又は図は、含まれる機能／動作に応じて、実際は、同時に実行されているか、又は場合により逆の順序で実行される可能性がある。同様に、以下に説明する例示的な方法内の個々の動作は、以下に説明する単一の動作は別として動作のループ又は他の連続する動作を提供するために、反復して、単独で、又は連続して実行することができる。以下に説明する特徴及び機能を有する任意の実施形態は、いかなる実行可能な組合せにおいても、例示的な実施形態の範囲内にあるものとみなすべきである。
【００１５】
図１は、例示的な実施形態及び例示的な方法と共に使用することができる従来の原子炉圧力容器１０の図である。原子炉圧力容器１０は、例えば、通常、世界中で発電に使用される１００＋ＭＷｅ商用軽水炉とすることができる。原子炉圧力容器１０は、通常、事故の場合に放射線を閉じ込め、原子炉１０の運転中に原子炉１０にアクセスするのを防ぐのに役立つアクセス障壁４１１内に含まれる。本明細書に規定するように、アクセス障壁は、原子炉の運転中、安全上又は放射線などの運転障害上の理由で、人が区域にアクセスしないようにする任意の構造体である。したがって、アクセス障壁４１１は、密閉され原子炉運転中にアクセスできない格納建造物、原子炉の周りの区域を取り囲むドライウェル壁、原子炉遮蔽壁、計装案内管５０へのアクセスを防ぐ人進入障壁などとすることができる。
【００１６】
ドライウェル２０として知られている原子炉容器１０の下の空洞部は、ポンプ、ドレン、計装案内管、及び／又は制御棒駆動装置などの、容器の使用に適合する装置を収容するのに役立つ。図１に示し本明細書に規定するように、少なくとも１つの計装案内管５０は、容器１０内へ、及び炉心１５の近く、その中、又はそれを通って延びるが、炉心１５は、核燃料、並びに炉心１５の運転中には比較的高いレベルの中性子束及び他の放射線を含む。従来の原子力発電炉に存在し本明細書に規定するように、計装案内管５０は、容器１０内では封鎖され、容器１０の外部では開放されており、容器１０の外部から炉心１５に近接した位置への空間的なアクセスを可能にするが、それでも計装案内管５０は原子炉及び炉心の内側の部品から物理的に離れている。計装案内管５０は、ほぼ円筒形であり、容器１０の高さと共に広がる可能性があるが、業界では他の計装案内管の幾何形状に遭遇する可能性がある。計装案内管５０は、例えば、約０．３インチの内径を有する可能性がある。
【００１７】
計装案内管５０は、ドライウェル２０内の原子炉容器１０の下で完結する可能性がある。通常、計装案内管５０は、ドライウェル２０の下端部の開放部を通して中性子検出器及び他のタイプの検出器をその中に挿入することを可能にすることができる。これらの検出器は、計装案内管５０を通して上に延び、炉心１５内の状態を監視することができる。従来のモニタのタイプの例には、高領域検出器（ＷＲＮＭ）、中性子源領域モニタ（ＳＲＭ）、中間領域モニタ（ＩＲＭ）、及び可動式炉内中性子検出器（ＴＩＰ）が含まれる。計装案内管５０及びその中に挿入される任意の監視装置へのアクセスは、通常、閉じ込め及び放射線障害上の理由で運転停止時に限定される。
【００１８】
容器１０は、商用沸騰水型原子炉に一般に見られる構成要素と共に示されるが、例示的な実施形態及び方法は、原子炉内に延びる計装案内管５０又は他のアクセス用配管を有する様々なタイプの原子炉と共に使用することができる。例えば、１００メガワット電力未満から数ギガワット電力までの電力定格を有し、図１に示す位置のいくつかの異なる位置に計装案内管を有する加圧水型原子炉、重水炉、黒鉛減速炉などは、例示的な実施形態及び方法と共に使用可能である可能性がある。したがって、例示的な方法において使用可能である計装案内管は、様々なタイプの原子炉の炉心の中性子束へのアクセスを封鎖することができる、炉心の周りの任意の幾何学的位置に存在することができる。
【００１９】
出願人は、計装案内管５０内での放射性同位体の生成量を最大化する必要性を認識しただけでなく、そうした必要性が運転中のアクセス障壁４１１を通る比較的少数の影響を受けやすい通路により制限されることを特定した。例示的な実施形態及び方法は、照射目標物２５０を複数の計装案内管５０に挿入することを可能にし、放射線を操作又は生成しながら照射目標物を炉心１５に対して露出させ、それにより、照射目標物を炉心１５内で一般に遭遇する中性子束及び他の放射線に対して露出させることにより、この問題に対処する。炉心中性子束は、照射目標物２５０の大部分を、医療用に使用できる短寿命放射性同位体を含む有効な量の放射性同位体に徐々に変換する。次いで、照射目標物２５０は、炉心１５の継続運転中でも計装案内管５０から回収され、医療用及び／又は産業用に取り出される。
【００２０】
図２は、単一の原子炉の複数の計装案内管内に所望の放射性同位体を同時に生成するのに使用できる、例示的な実施形態の照射目標物給送回収システム２０００の概略図である。例示的な実施形態のシステム２０００の詳細のいくつかは、参照により全体が本明細書に組み込まれている、「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｔａｒｇｅｔｓ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  ａ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｒｅａｃｔｏｒ」という名称の２０１１年１２月２８日に出願した係属中の米国特許出願第１３／３３９，３４５号と同様の番号付けと共に説明する。組み込まれた出願のシステム１０００と関連させて説明する、例示的な実施形態のシステム２０００の重複する詳細は繰り返さない。
【００２１】
図２に示すように、例示的な実施形態の照射目標物給送回収システム２０００は、貫入通路１１００内に計装案内管インデクサ６００を含む。インデクサ６００は、個々の計装案内管５０につながる貫入通路１１００にアクセス可能にすることにより、原子炉１０内の複数の計装案内管５０の１つに照射目標物２５０を選択的に方向付ける。例えば、貫入通路１１００として使用できる管は、インデクサ６００において分割され、単一の通路から、それぞれが対応する計装案内管５０につながる複数の通路に分岐する可能性がある。さらに、インデクサ６００は、複数の計装案内管５０からの照射目標物２５０を、アクセス障壁４１１の外部の回収点につながる単一の／結合した貫入通路１１００内に選択的に入れることができる。
【００２２】
インデクサ６００は、装填用結合部１２００と同様に機能し、且つ／又は装填用結合部１２００内に統合することができる。例えば、貫入管１１００と貯留層用コネクタ１２２０との間の通路、貫入管１１００と回収通路１２１０との間の通路、及び貫入管１１００と駆動通路／ＴＩＰ管１３１０との間の通路の間の交互切換えに加えて、装填用結合部１２００は、複数の対応する計装案内管５０につながる複数の貫入通路１１００をさらに生成することができる。インデクサ６００を含む装填用結合部１２００は、参照により全体が組み込まれている、２００９年８月２５日に出願した、共有の米国特許出願公開第２０１１／００５１８７５号すなわち米国特許出願第１２／５４７，２４９号に開示された複数の装置４００及び／もしくは４１００を含む、いくつかの異なる方法で具体化することができ、又は、切換弁、ターンテーブル、選別機、ガトリング型装置などを含む、通路間でルートを変更するための他の既知の装置は、貯留層１２７０及び１２７１、回収キャスク１２９０、並びに駆動装置１３００の間で選択するために直列に使用することができるが、それらすべては、その選択要素を所望の計装案内管５０に／からつながる特定の貫入管１１００にさらに接続する。
【００２３】
さらに、計装案内管インデクサ６００は、図２に示すように、アクセス障壁４１１内にあり、装填用結合部１２００から隔離している可能性がある。この配置は、すべての照射目標物２５０を複数の計装案内管５０内で照射することを可能にし、アクセス障壁４１１を貫通するとき、単一の貫入通路１１００を使用し、アクセス障壁４１１を通る複数の貫通部の必要性を低減し、且つ／又はそうした貫通部に必要なサイズを低減することができる。そうした配置は、アクセス障壁４１１が、漏洩を最小にし、容易に密閉するために必要とする貫通部ができる限り少ない格納建造物又は臨界安全要素であるとき、特に有利である可能性がある。インデクサ６００は、装填用結合部１２００と同じ、又は異なるタイプの装置であるが、単一の貫入通路１１１０を複数の計装案内管５０につながる複数の通路に分割するために逆にすることができる。例えば、インデクサ６００は、組み込まれた米国特許出願公開第２０１１／００５１８７５号明細書の装置、又は別の既知のマルチウェイバルブ、選別機などとすることができる。
【００２４】
インデクサ６００は、アクセス障壁４１１の内部に配置されるとき、運転中の原子炉環境にほぼ適合する材料から加工することができ、遠隔から確実に操作することができる。インデクサ６００は、比較的小さく、貫入管１１００が持ち得る柔軟性を考慮すれば、照射目標物２５０の原点及び回収点を複数の計装案内管５０に接続したままで、他のプラント構成要素の進路から外して配置することができる。インデクサ６００と計装案内管５０のフランジ１１１０との間の個々の貫入管１１００は、既存のＴＩＰ管から設置及び改造され、照射目標物２５０を計装案内管５０まで搬送するように全体のサイズが決められ、成形される可能性がある。
【００２５】
照射目標物２５０の同位体を同時照射し、この同位体の生成量を増加させるために複数の照射管５０に複数の貫入通路１１００を提供することに加えて、インデクサ６００は、例示的な実施形態のシステム２０００を通る照射目標物２５０を移動させるのに使用する任意の駆動力又は駆動システムのために複数の貫入通路を提供することができる。例えば、ＴＩＰ駆動システム１３００のプランジャ１３５０又は重力もしくは圧縮空気力は、照射目標物２５０を計装案内管５０まで駆動し、且つ／又は照射目標物２５０を計装案内管５０からアクセス障壁４１１の外部の回収点まで取り出すために、インデクサ６００により提供された個々の貫入通路を通って移動することができる。
【００２６】
いくつかのタイプの計装案内管インデクサ６００及び駆動システムでは、貫入通路１１００及びインデクサ６００を通して押される照射目標物への駆動力をそれぞれの計装案内管５０まで維持することができない可能性がある。例えば、駆動装置１３００及びそれにより駆動されるプランジャ１３５０は、照射目標物２５０を共通の原点から他の計装案内管５０に装填するために、インデクサ６００を通して貫入通路１１００から引き抜かれる可能性がある。したがって、例示的な実施形態のシステム２０００は、適当な照射時間の間、計装案内管５０内の適当な位置に照射目標物２５０を保持するために１つ又は複数の保持装置をさらに含むことができ、その結果、複数の駆動システムを必要とすることなく、例示的なシステム２０００を通して他の計装案内管５０に装填又は他の計装案内管５０を引き抜くことができる。例えば、インデクサ６００自体は、特定の貫入通路１１００を密閉することができ、その結果、照射目標物２５０は、計装案内管５０内に保持されるとき、インデクサ６００を越えて移動することができない。インデクサ６００がフランジ１１１０の十分近くに配置され、及び／又は十分な照射目標物がインデクサ６００を通して挿入されるとき、インデクサ６００自体は、貫入通路１１００を封鎖するだけで照射目標物２５０から同位体生成物を形成するために、所望の位置及び時間で計装案内管５０内に照射目標物２５０を保持することができる。
【００２７】
その代わりに、又はそれに加えて、詳細図２００では、照射目標物２５０を計装案内管５０内に保持するために、１つ又は複数の保持装置をフランジ１１１０において使用することができる。図３の詳細図２００に示すように、照射目標物２５０を計装案内管５０内に保持するために、磁気ラッチ装置６１０、ピン６２０、及び弁６３０の１つ又は複数をフランジ１１１０において使用することができる。例えば、照射目標物２５０を計装案内管５０内の所望の位置に維持するために、Ｙ字形又は他のタイプの密閉可能な切換弁などの弁６３０は、フランジ１１１０において原子炉容器１０から通じている、計装案内管５０の基底部を封鎖することができる。弁６３０は、既存のＴＩＰ管インデクサ５５へのアクセスを維持し、又は、図３の弁６３０に点線で示すように、計装案内管５０と所望の目的地との間の代替経路指定を行うために代替経路を提供することもできる。
【００２８】
あるいは、例えば、ナイフエッジすなわちピン６２０は、フランジ１１１０において、例えばスプリング又はソレノイドにより貫入管１１００内まで駆動され、照射目標物２５０を計装案内管５０内のピン６２０上の適当な位置に保持することができる。さらに、例えば、磁気ラッチ装置６１０は、局所的に貯蔵されるか又は遠隔のエネルギー源から与えることができる１つ又は複数の電磁石を含むことができる。貫入通路１１００内で磁気材料又は別の磁気障壁要素から形成された下部照射目標物２５０及び／又は２５１は、磁場により適当な位置に保持され、したがって、すべての照射目標物の位置を計装案内管５０内に維持することができる。プランジャ１３５０、又は他の照射目標物２５０を他の所望の計装案内管５０内まで駆動するのに使用することができる別の駆動装置に支持されることなく、照射中に計装案内管５０内の特定の軸方向位置に照射目標物２５０を確実に維持するために、磁気ラッチ装置６１０、ピン６２０、及び弁６３０のいずれも他の保持装置と共に単独で又は組み合わせて使用することができる。
【００２９】
照射が完了するか、又は別途計装案内管５０が引抜きを必要とするとき、使用される保持装置がどんなものでも、照射目標物２５０を解放して貫入通路１１００又は別の出口ルートに戻すことができ、重力、貫入通路１１００に注入される圧縮空気流体、プランジャ１３５０、又は他の任意の駆動力により照射目標物２５０を回収点まで駆動することができる。局所操作解放スイッチ６１１、６２１、及び６３１は、システム２０００及びシステム２０００が動作する原子力プラントの状態に基づいて、個々の保持装置を手動で操作するために使用されるか、又はシステム２０００のオペレータが遠隔から制御することができる。
【００３０】
照射及び場合によってはプラント運転中に、照射目標物２５０を計装案内管５０内に保持する保持装置を、例えば格納建造物又は放射線障害領域である可能性があるアクセス障壁４１１内に配置することができるので、例示的なシステム２０００は、アクセス障壁４１１内の貫通部を通して継続的に開放するか、又は動かすことを必要とすることなく、複数の計装案内管５０内での照射及び所望の娘核種の生成を可能にする。例えば、プランジャ１３５０は、照射目標物２５０がインデクサ６００、磁気ラッチ装置６１０、ピン６２０、及び／又は弁６３０によりすべての計装案内管５０内に固定されると、アクセス障壁４１１から完全に引き抜かれる可能性がある。アクセス障壁４１１を貫通する貫入通路１１００は、この時間中に封鎖及び固定され、アクセス障壁４１１全体にわたる漏洩の可能性を低減し、アクセス障壁４１１内の装置の存在及び動きを全体的に低減することができる。
【００３１】
例示的な実施形態のシステム２０００は、複数のタイプの照射目標物２５０をさらに含むことができる。例えば、照射目標物２５０は、計装案内管５０内で照射するために他の照射目標物２５０を適当に配置するのに使用できる位置決め用照射目標物２５１を含むことができる。例えば、位置決め用照射目標物２５１は、計装案内管５０内における照射を通して変換されるべき母材から形成された照射目標物２５０を軸方向に下支えし、したがって、照射目標物２５０を炉心１５内又はその近くの所望の放射線位置に配置する、安価な不活性材料から加工することができる。位置決め用照射目標物は、さらに、マーカ材料から加工されるか、又は、閉鎖／開放する前にすべての目標物が計装案内管５０に入り／それから出ることを確実にするために、例示的なシステム２０００内の一連の照射目標物２５０及び２５１の始点／終点の容易な位置決めを可能にし、照射目標物２５０の正確な位置決め及び移動、並びに任意の保持装置の正確な起動及び解除を可能にする表示もしくは伝達部を含むことができる。同様に、特に、他の照射目標物２５０が非磁性であるとき、位置決め用照射目標物２５１は、例示的な実施形態に使用できる磁気ラッチ装置６１０と協調するために磁気材料から加工することができる。さらに、当然、照射後、目標物はすべての目標物の存在又は位置を特定するために使用することができる様々なレベルの活性化を含むので、位置決め用照射目標物２５１は、最初は照射目標物２５０と同一であり、すべての照射目標物の所望の位置決め及び配置をさらに行うことができる。
【００３２】
位置決め用照射目標物２５１は、照射目標物２５０と共に適当な位置決めを確実にするために設定済原点に導入することができる。例えば、独立した位置決め用目標物貯留層１２７１は、位置決め用照射目標物２５１を収容し、それらを貯留層用コネクタ１２２０内に分配することができる。貯留層流選別器１２５１は、通常の照射目標物貯留層１２７０からの照射目標物２５０と、位置決め用目標物貯留層１２７１からの位置決め用照射目標物２５１との間で計数及び／又は調整することができる。貯留層流選別器１２５１は、Ｙ字形弁、選別機、ガトリング型バレル、各貯留層１２７０及び１２７１上の個々の止弁などとすることができる。貯留層流選別器１２５１は、最初は貯留層１２７０からいくつかの照射目標物２５０が貯留層用コネクタ１２２０に入り、装填用結合部１２００を通って貫入通路１１００内に入るのを可能にすることができる。炉心１５の軸方向長さに関して目的地計装案内管５０を軸方向に充填するのに必要ないくつかの照射目標物２５０などの、所望の数の照射目標物２５０が分配されると、貯留層流選別器１２５１は、照射目標物貯留層１２７０からの流れを止め、及び／又は、位置決め用目標物貯留層１２７１からの所望の数の位置決め用照射目標物２５１が貯留層用コネクタ１２２０を通して照射目標物２５０の流れに続くことを可能にすることができる。所望の数の位置決め用照射目標物は、すべての照射目標物２５０が炉心１５内に保持されるように、保持装置と炉心１５の基底部との間の距離を充填するのに必要な数とすることができる。そうした構成の一例を図３に示す。
【００３３】
図２では、２対の照射目標物貯留層１２７０及び位置決め用目標物貯留層１２７１が装填用結合部１２００及び貫入管１１００に接続していることを示すが、１つのみ又は３つ以上のこれらの構造体を使用することができることが理解される。さらに、これらの構造体は、複数の貫入通路１１００及び／又は複数のインデクサ６００に接続することができ、その結果、１対の貯留層１２７０及び１２７１は、原子炉１０及び他の目的地内の複数の貫入通路及び計装案内管５０内に照射目標物２５０及び２５１を供給することができる。
【００３４】
照射が完了し、照射目標物２５０が例示的な実施形態のシステム２０００の回収点に向けられる準備ができると、インデクサ６００は、回収の準備ができた計装案内管５０と、回収通路１２１０へのアクセスを提供することができる装填用結合部１２００との間の貫入通路１１００を開放することができる。所望の計装案内管５０内のすべての照射目標物２５０及び２５１は、アクセス障壁４１１の外部を通過し、例示的なシステム２０００を通って回収キャスク１２９０内まで通過する。位置決め用照射目標物２５１は、そのマーク又は物理的な特性により、回収キャスク１２９０から容易に選別することができる。同様に、装填用結合部１２００、回収通路１２１０、及び／又はフランジ１１１０における他の選別器及びカウンタは、位置決め用照射目標物２５１の物理的特性又は位置に基づいてリサイクル又は破壊に至る交互に替わる終端点に位置決め用照射目標物２５１を選択的に迂回させることができる。
【００３５】
例示的な実施形態に使用できる、インデクサ６００、フランジ１１１０の保持装置、及び／又は複数の計装案内管５０用の個々の貫入通路１１００は、一部分は以前から存在し、及び／又は、予め計画された停止中などの、原子力発電プラント内の格納領域及び／又はアクセス制限領域へのアクセス中に設置することができる。例えば、保持装置６１０、６２０、又は６３０は、停止中に原子炉１０の下のドライウェル空間２０内のフランジ１１１０の周りに、計装案内管５０とインデクサ６００との間に延びる貫入管１１００の一部分と共に設置することができる。貫入管１１００は、ドライウェル２０、又はアクセス障壁４１１が境界となる他の空間の混雑又は混乱を最小化するために、計装案内管５０まで及びそれからの、照射目標物２５０用の横断通路を維持しながら、アクセス障壁４１１及び／又は既存の装置の周りのスカートの内側の様々な点に固定することができる。
【００３６】
例示的な実施形態において使用できる装填取出しシステムは、その状態及び／又は目的地に基づいて、照射目標物を照射のために計装案内管５０内に装填し、いくつかの異なる貫入通路１１００を通して照射された後、管５０から取り出し、回収することを可能にする。装填取出しシステムは、プラント運転中に、アクセス障壁４１１及び計装案内管５０により区分される領域へのアクセスが制限されるときでも、照射目標物を適切に装填、案内、及び回収するように動作可能である。任意の数の様々な選別及び／又は方向付け装置は、例示的な実施形態のシステム内で照射目標物２５０及び２５１の所望の移動を実現するために装填取出しシステムとして使用することができる。
【００３７】
例示的な実施形態及び方法を以上のように説明してきたが、例示的な実施形態は、以下の特許請求の範囲の範囲内に保ったままで、日常の実験を通して変形及び代用させることができることが当業者には理解されよう。例えば、特許請求の範囲内にある貫入通路、装填／取出しシステム、及び駆動システムのタイプ及び数は、図に示し説明する特定のシステムに限定されず、照射のために照射目標物を原子力発電所のアクセス制限領域及び計装案内管に装填し、回収のために照射目標物をアクセス制限領域の同じ外部に取り出すための他の特定の装置及びシステムは、例示的な実施形態として均等に使用することができ、特許請求の範囲の範囲内にある。そうした変形形態は、以下の特許請求の範囲の範囲から逸脱するものとみなすべきでない。
【符号の説明】
【００３８】
１０  原子炉圧力容器
１５  炉心
２０  ドライウェル
５０  計装案内管
２５０  照射目標物
２５１  位置決め用照射目標物
４１１  アクセス障壁
５００  圧縮空気駆動システム
５０１  圧縮空気駆動システム要素
５０２  圧縮空気駆動システム要素
５０９  圧縮空気駆動システム要素
５１０  圧縮空気駆動システム要素
６００  インデクサ
６１０  磁気ラッチ装置
６２０  ピン
６３０  弁
１０００  照射目標物給送回収システム
１１００  貫入通路
１１０５  流制限器
１１１０  フランジ
１２００  装填用結合部
１２０５  プランジャ遮蔽部
１２１０  回収通路
１２１５  Ｔ字結合部
１２２０  貯留層用コネクタ
１２５０  貯留層流制限器
１２７０  照射目標物貯留層
１２８０  キャスクフィルタ
１２８１  キャスク排気筒
１２９０  回収キャスク
１２９１  キャスク管
１２９５  目標物カウンタ
１３００  ＴＩＰ駆動装置
１３１０  ＴＩＰ管
１３５０  プランジャ
６１１  スイッチ
６２１  スイッチ
６３１  スイッチ
２０００  例示的な実施形態の照射目標物給送回収システム
【図１】
0005816223.tif 000002
【図２】
0005816223.tif 000003
【図３】
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